Multi-scale simulations of multi-component phases

01.01.2011 - 31.12.2014
Forschungsförderungsprojekt
Folgende Ziele wurden für das Projekt definiert: (i) Die Nutzung von fortgeschrittenen DFT Methoden für die Erforschung der physikalischen Eigenschaften geordneter binärer und Mehrstoffverbindungen. Der Fokus in der erste Phase des Projekts liegt auf intermetallischen Verbindungen mit interessanten technologischen Eigenschaften (z.B. "gum alloy") (ii) Kombination von ab-initio DFT Rechnungen mit den Methoden der statistische Mechanik für die Untersuchung des Konfigurationsraums von Mehrstoffsystemes. Das Ziel ist die Erweiterung des Anwendungsbereichs von DFT Rechnungen auf Systeme, die größer sind als die derzeit verwendeten Superzellen. Die Vorgangsweise basiert auf der Cluster Entwicklung (CE) Strategie für die Berechnung von Frequenzspektrum, Entropie und der Freie Energie, wobei alle relevanten effektiven Cluster-Wechselwirkungen von DFT hergeleitet werden. Diese Vorgehensweise ermöglicht die Bestimmung der Kompositions-Temperatur Phasendiagrame, die Untersuchung der temperaturabhängigen Strukturumwandlungen und die Änderung der elastischen und plastischen Eigenschaften (theoretische Zug- und Scherfestigkeit) mit der Temperatur- und Zusammensetzungsänderung. (iii) Für die Makrosysteme, die Monte Carlo und kinetisch Monte Carlo Simulationen mit Atomwechselwirkungsparametern, Diffusions-Sprungfrequenzen und Prozessparametern, die von DFT und CE Rechnungen abgeleitet wurden. Damit soll die Mikrostruktur auf größerer Längen- und Zeitskala untersucht werden, mit dem Fokus auf dem frühen Stadium der Ausscheidungsbildung (Keimbildung) in metastabilen Legierungen. Als einleitender Schritt für die Anwendung der CE Methode auch für Oxidverbindungen werden die physikalische Eigenschaften einiger Oxiden mit verschiedenem Sauerstoffgehalt mittels Hybrid-Funktional Methoden untersucht.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungmittel

  • FWF - Österr. Wissenschaftsfonds (National) Nationales Forschungsnetzwerk (NFN) Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

Forschungsschwerpunkte

  • Special and Engineering Materials: 20%
  • Computational Materials Science: 80%

Schlagwörter

DeutschEnglisch
DichtefunktionaltheorieDensity Functional Theory
Cluster EntwicklungCluster Expansion
Monte Carlo SimulationenMonte Carlo simulations
PhasenuwandlungenPhase Transformations

Externe Partner_innen

  • Universität Wien, Institut für Physikalische Chemie

Publikationen